Que sont les arbres à cames de performance ? Et devez-vous améliorer les vôtres ? Découvrez cela et plus encore dans notre guide sur les cames de performance…
Malgré le fait que vous possédiez une voiture à moteur rotatif, vous pouvez être assuré que les arbres à cames vous affectent. Votre voiture peut en avoir un, ou jusqu’à quatre, mais peu importe le nombre, ils sont une partie vitale de la performance de votre moteur.
Les arbres à cames sont un sujet extrêmement complexe qui frôle la physique de haut niveau si vous vous y plongez profondément, mais même à un niveau de base, ils sont probablement le sujet le plus mal compris du tuning britannique, ce qui conduit à des erreurs très communes et assez majeures lors du choix des cames pour votre moteur.
Cette fonctionnalité devrait vous donner une meilleure compréhension des cames de performance, et de ce qui est bon pour votre moteur.
Qu’EST-CE QUE LES CAMSHAFTS ET QU’EST-CE QU’ILS FONT ?
Au niveau le plus élémentaire, les arbres à cames sont des tiges cylindriques de métal dans les moteurs à piston avec des lobes qui en dépassent. C’est leur travail d’ouvrir et de fermer les soupapes d’admission et d’échappement de la bonne quantité au bon moment.
La quantité, la durée et le point auquel les cames ouvrent les soupapes jouent tous un rôle important pour dicter la puissance et le couple qu’un moteur développe, où dans la plage de régime il le fait, et si le moteur va même fonctionner du tout. Comme vous pouvez l’imaginer, avec les bonnes modifications, un échange d’arbre à cames peut sérieusement améliorer les performances. Cependant, une erreur peut avoir des conséquences désastreuses, non seulement pour les performances, mais aussi pour la fiabilité.
Pourquoi voudrais-je changer mes cames ?
Quoi que vous fassiez, ne vous précipitez pas tout de suite pour changer les cames, car un échange de cames n’est pas toujours une bonne chose ! Vous devez être sûr que cela améliorera votre voiture avant de le faire, car nous avons vu certains swaps qui ont fait chuter d’énormes quantités de puissance. Le truc avec les arbres à cames, c’est qu’ils enlèvent généralement de la performance à un endroit de la plage de régime pour l’ajouter à un autre, et une fois que vous ajoutez l’induction forcée au mélange, les choses peuvent devenir encore plus complexes.
Ne pensez pas une seconde que plus la came est sauvage, plus votre voiture sera rapide, même si elle produit des chiffres de puissance maximale plus élevés, car ce n’est souvent pas le cas. À l’usine, les cames d’une voiture sont généralement très douces, et sont généralement conçues pour être économiques, fiables et, surtout, faciles à conduire. Cela signifie qu’il y a presque toujours de la place pour l’amélioration, mais avec des spécifications de moteur légères, en particulier sur les moteurs turbocompressés, ces cames standard peuvent souvent être le meilleur choix global.
Nombre et emplacement des cames
Cela n’affecte pas énormément les performances, mais différents moteurs ont différentes positions pour les cames, ainsi que différentes quantités d’entre elles. La grande majorité des moteurs modernes ont quatre soupapes par cylindre, et celles-ci ont généralement des cames séparées pour les soupapes d’admission et d’échappement. Donc des cames doubles sur les moteurs droits, et des cames quadruples sur les moteurs en V et plats.
De nombreux moteurs plus anciens ont deux soupapes par cylindre et une seule came les actionnant toutes. Ces moteurs deviennent beaucoup plus rares, mais sont encore produits aujourd’hui, plus particulièrement les impressionnants moteurs LS vus dans les Corvettes, les VXR8, et ainsi de suite. Les moteurs LS, ainsi que de nombreux moteurs plus anciens, ont également l’arbre à cames monté dans le bloc, mais la grande majorité des moteurs ont maintenant les arbres à cames tout en haut des moteurs, montés dans la tête.
Pour compliquer un peu les choses, certains moteurs – le plus souvent de Honda – ont une seule came qui actionne les 16 soupapes, et il y a des moteurs (quelques anciennes unités Ford et Fiat en particulier), avec deux cames mais seulement huit soupapes. Certains moteurs peuvent également avoir trois ou cinq soupapes par cylindre. Mais dans l’ensemble, les moteurs ont tendance à être soit à simple came et deux soupapes par cylindre, soit à double came avec quatre soupapes par cylindre.
ALORS QUELLE QUANTITÉ DE CAME EST TROP DE CAME ?
C’est le problème séculaire avec les échanges de came parce que, comme mentionné précédemment, ce qu’une came donne dans une zone de la plage de régime, elle enlève généralement dans une autre. En fonction de son adéquation avec le reste des spécifications du moteur, elle peut donner plus qu’elle n’enlève, ou produire beaucoup moins qu’elle n’enlève. Qu’il s’agisse d’un moteur à admission directe ou d’un moteur à admission forcée, l’utilisation d’une trop grosse came sans que le reste du moteur soit adapté pour fournir de la puissance à un régime similaire se traduit souvent par une très faible augmentation de la puissance à haut régime au prix de pertes massives à bas régime. Globalement, la voiture finirait par être plus lente.
Des cames très sauvages rendent généralement la bande de puissance plus petite, quelle que soit la spécification, les voitures de course ayant souvent une bande de puissance d’environ 2000 tr/min, juste au sommet de la plage de régime. Non seulement cela peut rendre la voiture une corvée pour conduire rapidement sur la route, mais à moins que votre engrenage soit correct, vous pourriez en fait tomber hors de la bande de puissance chaque fois que vous changez de vitesse – ce qui rendrait l’accélération lente, quel que soit le nombre de puissance de pointe.
Ils appellent souvent les cames des spécifications « route rapide » et « course », et c’est pour une bonne raison. Bien qu’elle puisse vous donner quelques chevaux de puissance de pointe supplémentaires, une came de course n’est pas très amusante sur la route et peut en fait vous rendre plus lent dans l’ensemble.
QUEL TYPE DE CAMS EST APPROPRIÉ POUR MA VOITURE ?
Les cames sont tout au sujet de l’entrée et de la sortie de l’air de votre moteur, mais selon la façon dont votre moteur reçoit son air en premier lieu peut changer quel type de cames est bon pour vous. Tous les moteurs sont différents – tout comme les opinions des gens sur ce qui est trop sauvage – et vous devriez toujours faire des recherches sur les effets des différentes cames dans le moteur de votre choix avant de prendre une décision finale. Maintenant que vous êtes prévenu, voici un guide de base…
Moteurs normalement aspirés
Avec l’absence d’air forcé dans votre voiture, vous n’avez guère d’autre choix que de faire tourner des cames assez sauvages et, malheureusement, de vivre avec une bande de puissance plus petite et plus élevée en régime lorsque vous cherchez à augmenter la puissance. Exactement jusqu’où vous souhaitez aller est à vous, mais souvent jusqu’à 280-290 degrés de cames donnent une augmentation de puissance substantielle, ainsi que des changements de soutien appropriés, tout en étant encore acceptable sur la route.
Moteurs turbocompressés
Ces moteurs, même d’usine, fonctionnent avec des cames beaucoup plus douces que leurs équivalents à aspiration normale parce qu’ils ont l’air forcé, ce qui signifie qu’ils n’ont pas à sacrifier autant de puissance à bas régime en utilisant des cames particulièrement sauvages. Pour obtenir des gains maximums tout en conservant une bonne maniabilité, il est conseillé d’utiliser des cames à forte levée mais de faible durée, souvent commercialisées sous le nom de « cames turbo ». Les cames de longue durée ont un double désavantage sur les moteurs turbo parce que la perte de puissance à bas régime que vous obtenez sur tous les moteurs est généralement aggravée par un spool turbo plus lent, donc vous devez être prudent jusqu’où vous allez.
Avec votre moteur moyen à quatre soupapes par cylindre, vous pouvez généralement obtenir bien plus de 200 ch par litre avec du carburant à la pompe avec des cames relativement douces autour de 260 de durée, ce qui maintient la voiture tractable et réactive à bas régime. Sur les moteurs turbo de course à haute pression, nous avons vu environ 400 ch par litre avec des cames aussi légères. Cela ne veut pas dire que les cames plus sauvages ne sont pas utiles, car si vous construisez un moteur pour une utilisation de toute puissance ou de vitesse de pointe, alors des cames de super longue durée très similaires à un moteur N/A vous obtiendront la puissance à une pression de suralimentation beaucoup plus faible ; bien qu’au détriment de beaucoup de couple et de puissance à bas régime.
Une autre astuce commune sur les moteurs turbo sont les cames inégales, où la came d’admission est, par exemple, de 265 de durée, et la came d’échappement est standard, ou l’admission est de 285 de durée, mais l’échappement est un 265 plus doux. Ceci, comme mentionné précédemment dans la section des cames inégales, est un bon moyen d’augmenter la puissance en laissant le turbo pousser plus d’air sans perdre trop de puissance à bas régime.
Le chevauchement est un sujet discutable sur les voitures turbo, et peut souvent dépendre de la préférence du tuner et de la spécification du moteur. Alors que le chevauchement conduit à ce que le mélange carburant/air soit encore brûlé à sa sortie dans le turbo et aide potentiellement le spool, si le moteur a plus de contre-pression que de pression de suralimentation, l’effet est souvent inversé et les performances sont abaissées avec très peu de gains nulle part.
SUPERCHARGED
Les moteurs suralimentés répondent de manière très similaire aux moteurs turbo en ce qui concerne le choix de la came, à part un facteur : le chevauchement. En dehors de quelques applications à haut régime à effort maximal uniquement, le chevauchement ne fera rien pour un moteur suralimenté à part diminuer énormément ses performances à certaines parties, sinon à la totalité, de la plage de régime.
La raison est que l’air d’admission pressurisé et le carburant qui est ajouté en même temps que lui, seraient juste rejetés par l’échappement, augmentant les émissions, les températures d’échappement et la contre-pression, mais gaspillant une énorme quantité de puissance en même temps.
Moteurs VTEC
Grâce à la façon dont les moteurs VTEC utilisent un profil de came pour une utilisation à bas régime et un autre à haut régime, les cames sauvages sont moins un problème pour la conduite dans une voiture équipée de VTEC qu’elles peuvent l’être dans d’autres moteurs. Malheureusement, Honda monte des cames sauvages en standard sur ses moteurs VTEC haute performance et, dans la plupart des cas, les rendre plus sauvages rendrait la voiture impossible à conduire. Cependant, sur les moteurs VTEC plus doux, cela donne une grande opportunité d’augmenter la puissance de pointe sans ruiner la conduite.